Дослідження формувачів інтенсивності завдання

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

 

до виконання лабораторних робіт з курсу

  „АВТОМАТИЗАЦІЯ ПЕРІОДИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ”

 

(для студентів спеціальності 092501 „ Автоматизоване управління технологічними процесами 4-го курсу денної та заочної форми навчання”)

 

 

  Рекомендовано

             на засіданні кафедри АУТП

                            Протокол №           від             .2011р.                                                                     

 

                                         Затверджено

                          на засіданні методради ДонДТУ

                              Протокол №   від               2011 р.

 

Алчевськ

ДонДТУ

2011

 

УДК 681.5

 

 

           Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу „Автоматизація періодичних технологічних процесів ” (для студ. спец. 092501 „ Автоматизоване управління технологічними процесами ” 4-го курсу денної та заочної форм навчання)/ Укл.: І.А.Коцемир. – Алчевськ: ДонДТУ, 2011. – 40 с.                       

                Викладені дослідження елементів системи імпульсно фазового управління тиристорних підсилювачів та методика дослідження якості функціонування замкнутих систем з тиристорними підсилювачами. Дані вказівки до самостійної підготовки, виконання лабораторних робіт, оброблення результатів вимірів.

 

 

Укладач                                                   І.А.Коцемир, доц.

Відповідальний за випуск                     Є. Г. Сухорукова, зав.лаб.

Відповідальний редактор                   М.В.Алєксєєка, асис.

Рецензент                                                  В. Д.Ірклієвський, проф.

 

ЗМІСТ

 

      ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ…………....................................4

 

      ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1 Дослідження

формувачів інтенсивності завдання ……………….........................6

 

      ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2 Дослідження

вхідних фільтрів………………………..…........................................17

 

      ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3 Дослідження

формувачів напруги пиловидної форми.........................................24

 

      ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4 Дослідження

роботи замкнутої системи з тиристорним підсилювачем…………………………………….............................31 

 

      РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА.....................................40

 

ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

 

В практиці автоматизації технологічних процесів, та побудови автоматичних систем управління приходиться на початкових етапах аналізувати властивості технологічних процесів та характер роботи технологічного обладнання. Далі на основі такого аналізу проводиться вибір виду управляючих дій, структури системи управління, розрахунок параметрів настройки регуляторів та вибір технічних засобів автоматизації.

Умовно технологічні процеси в залежності від тривалості їх стаціонарного та перехідного режиму розділяються на безперервні технологічні процеси та періодичні технологічні процеси. Завдання для систем управління при автоматизації вказаних процесів залишається незмінним в стаціонарних режимах і полягає в підтримці фізичних параметрів технологічних процесів на заданому рівні. Саме тому загальна структура та методи синтезу й дослідження динаміки систем управління періодичними технологічними процесами мало чим відрізняються від методів синтезу та дослідження систем управління безперервними технологічними процесами. Як правило в системах управління безперервними технологічними процесами використовуються низько швидкісні виконавчі механізми постійної швидкості. Пов’язано це з тим, що безперервні технологічні процеси інерційні а також не виникає потреби різкої зміни навантаження технологічного обладнання.

       При розробці систем управління періодичними технологічними процесами необхідно забезпечити можливість частих зупинок та швидкої зміни навантаження технологічного обладнання. Саме ці обставини обумовлюють використання в системах управління періодичними технологічними процесами мало інерційних виконавчих механізмів змінної швидкості. При використані таких виконавчих механізмів крім забезпечення можливості зміни швидкості самого виконавчого механізму необхідно передбачити можливість без ударного переходу з одного навантаження на інше. Враховуючи останнє типова структура см теми управління доповнюється формувачем інтенсивності завдання (рис.1).

 

 

 

 

Рисунок 1 – Структура системи управління

 

На відміну від систем управління безперервними технологічними процесами до складу яких входять за датчик Зд, формуючий блок ФБ, блок управління БУ, підсилювач потужності ПП, виконавчий механізм ВМ, регулюючий орган РО, датчик Д, нормуючий перетворювач НП та вказівник положення, до складу систем управління періодичними технологічними процесами включають ще й формувач інтенсивності завдання ФІЗ.

 

Для управління швидкістю виконавчих механізмів в промислових системах використовують тиристорні підсилювач, основу яких складає система імпульсно фазового управління та блок силових ключів рис.2.

 

 

 

Рисунок 2. – Структура тиристорного підсилювача

 

 Для забезпечення зміни величини струму в нагрузці робота блоку килові ключів повинна бути чітко засинхронизованна з напругою в живильній мережі. Таку синхронізацію забезпечує система імпульсно фазового управління (СІФУ) тиристорами.

 Робота СІФУ пояснюється часовою діаграмою наведеною на рис.3.

 

 

Рисунок 3 – Часова діаграма роботи СІФУ

 

 

Основною метою даного лабораторного курсу є вивчення та дослідження роботи основних елементів СІФУ а також систем в цілому

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 1

ДОСЛІДЖЕННЯ ФОРМУВАЧІВ ІНТЕНСИВНОСТІ ЗАВДАННЯ

 

Ціль роботи: Вивчення структури та побудова перехідних характеристик формувачів інтенсивності завдання.

 

В системах управління з швидкісними виконавчими механізмами змінної швидкості при переході з одного навантаження на друге тобто при різкій зміні завдання регулятору можливе виникнення механічних ударів. Пов’язано це явище з наявністю в механічних з’єднаннях люфтів. Для усунення різких змін завдання в системах управління сигнал з виходу задатчика пропускають через формувач інтенсивності завдання ФІЗ. Основне призначення ФІЗ – перетворення сигналу ступінчатої форми в сигнал, що плавно  міняється.

В промислових системах найбільше розповсюдження отримали ФІЗ інтегруючого та аперіодичного типів. Структури таких ФІЗ приведенні відповідно на рис.4 та рис.5.

 

                                    

 

 

Рисунок 4 – ФІЗ інтегруючого типу

 

Рисунок 5 – ФІЗ аперіодичного типу

 

Передавальні функції ФІЗ інтегруючого та аперіодичного типів мають наступний вигляд:

 

   - для ФІЗ інтегруючого типу,

- для ФІЗ аперіодичного типу.

 

 Перехідні функції приведенні на рисунках 6, 7.

 

 

Рисунок 6 – перехідна функція ФІЗ інтегруючого типу

 

 

 

Рисунок 7 – перехідна функція ФІЗ аперіодичного типу

 

Завдання на лабораторну роботу:

 

1.Вивчити методику досліджень.

     2.В залежності від номера варіанту із таблиці 1             завдання вибрати значення коефіцієнтів Ti,K,T.

3.В відповідності зі співвідношеннями:

,  ,  визначити величину номіналів резисторів та конденсаторів для ФІЗ рис.4, рис5.

4.Побудувати перехідні функції для ФІЗ інтегруючого та аперіодичного типів.

5.Перевірити відповідність результатів моделювання тим що в завданні рис.6, рис.7.

 

 

Таблиця 1 – Завдання на лабораторну роботу

№п.п	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Ti	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75
K	1	2	1	2	1	2	1	2	1	2	1	2	1	2	1
T	20	18	16	14	12	30	28	26	24	22	32	34	36	38	40

 

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 2